Устройство для регулирования режима торможения транспортного средства

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Изобретение относится к области автоматического регулирования, а именно к автоматическим регуляторам с импульсным регулированием, поддерживающим .оптимальный режим торможения транспортного средства.Транспортный объект, движущийся по горизонтальному участку дороги со скоростью Ч, в момент снятия тяговых 1 О усилий с ведущих колес (отключение двигателя от трансмиссии) обладает определенным запасом кинетической энергии. Современные тормозные меха-р ниэмы с усилителями способны быстро создавать тормозной момент, превышающий момент трения колеса по дороге, что приводит к блокированию колеса остановка вращения колеса) и скольжению его по дороге с мень О шим коэффициентом сцепления колеса с дорогой. Кроме повышенного износа колеса при этом наблюдается потеря устойчивости транспортного объекта и увеличение длины тормозного пути, 25 возникает опасность заноса. Известно устройство, предотвращаю- щее блокировку колес ходовой части самоходного объекта при торможении, содержащее включенные последователь но датчик угловой скорости колеса,дифференцирующее звено для формирования сигнала, пропорционального угло.вому ускорению колеса, пороговое устройство, реагирующее на замедлениеколеса, устройство, выдающее сигнална отсоединение тормозной системы колеса от тормозной педали, модулятордавления и изолирующий клапан 1 . Однако такое устройство работает на аналоговых сигналах скоростии ускорения, сложно, не обеспечивает устойчивой работы в диапазоне низких скоростей вращения колес иреагирует лишь на замедление колеса(на отрицательный знак ускорения),что приводиг к излишнему растормаживанию колеса или к неустойчивойработе,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащеепоследовательно соединенные частотный датчик, выдающий импульсы, частота которыхпропорциональна угловой скорости вращения колеса, преобразователь типа"частота-напряжение", выходной сигналкоторого подается на дифференцирующеезвено, выдающее сигнал, пропорцио20 Целью изобретения является повышение точности срабатывания тормозной системы, обеспечение импульсного режима торможения эа счет работы на частотных сигналах ускоренйя и замедления колес в соответствии с реальным коэффициентом сцепления колеса с дорогой и скоростьюдвижения, а также упрощение и униФикация устройства в целом.Поставленная цель достигаетсятем, что устройствб содержит коммутирующий блок, интегрирующий фильтр,инвертор, блок перекл.учения и дваключа, выходы которых через комму- З 5тирующий блок подключены к одномувходу блока переключения, другойвход которого соединен с одним выходом частотного датчика и входомодного ключа, другие выходы частотного датчика подключены соответственно ко входу другого транзистбрного ключа и входу порогового элемента, выход которого соединен с одним входом интегрирующего фильтра,другой вход которого через инвертор 45подключен к выходу блока переключения, а выход - ко входу управляющего элемента,На Фиг. 1 приведена Функциональная схема устройства, на фиг, 2 - 50графики, иллюстрирующие работупреобразователя устройства на Фиг.3"графики, иллюстрирующие работу устройства в целом.устройство имеет частотный датчик1 скорости колеса, входные конденсаторы 2 - 4, пороговый элемент, выполненный на триггере 5 Шмитта, блоыпереключения, выполненный на симметричном триггере б, транзисторныйключ 7 скоростного сигнала транзисторный ключ 8 сигнала ускорения,входной диод 9, коммутирующий блок10, инвертор 11, разделительные диоды 12, 13, раэвяэывающий резистор 14,интегрирующий Фильтр 15, управляющий 65 40 нальный угловому ускорению колеса, пороговое устройство, пропускающее сигналопределенной велйчины, усилитель и управляющий элемент, вызывающий отпускание тормоза при достижении определенного замедления колеса 2,).5Однако устройство работает на аналоговых сигналах скорости и ускореНия, не обеспечивает устойчивой работы в диапазоне низких скоростей вращения колес, реагирует лишь на10 отрицательную величину углового ус-) корения колеса, не изолирует тормозйую систему от тормозной педали (возникает опасность блокировкипри резком нажатии на педаль тормоза при непро иэвольное уменьшение тормозного момента при случайном отпускании педали тормоза) и не производит режима импульсного торможения (возможно излишнее рас=ормаживание колеса). элемент 16, выполненный в виде логического блока,Частотный датчик 1 имеет две симметричные обмотки 17, 18 и ротор 19с возбуждением постоянными магнитами.Триггер 5 собран на транзисторах20, 21, резисторах 22-29, конденсаторах 30, 31. Вход его через конденсатор 3 подключен к обмотке 17,а выход через диод 13 - к Фильтру 15.Триггер 6 собран на транзисторах32, 33резисторах 34-40, конденсаторах 41, 42. Вход левого плеча триггера б подключен к блоку 10, входправого плеча триггера подключенчерез диод 9 и конденсатор 2 к обмотке 17, выход с коллектора транзистора 33 подключен к инвертору 11.Ключ 7 собран на транзисторе 43,резисторах 44 - 46 и конденсаторе 47.Вход ключа 7 подключен через конденсатор 2 к обмотке 17, выход с кол,лектора транзистора 43 подключен кблоку 10.Ключ 8 собран на транзисторе 48,резисторах 49, 50. Вход ключа 8 подключен через конденсатор 4 к обмотке18, выход с коллектора транзистора 4848- к блоку 10.Коммутирующий блок 10 имеет нормально эамнутый контакт 51, к которому подключен ключ 7, и нормальноразомкнутый контакт 52, к которомуподключен ключ 8. Оба контакта 51 и52 подключены к триггеру б. Блок 10управляется логическим блоком 16,Инвертор 11 собран, на транзисторе 53, резисторах 54 - 56, конденсаторе 57. Вход инвертора подключен к выходу триггера б, выход через диод 12 - к Фильтру 15.Фильтр 15 собран на резисторах 58, 59, конденсаторе 60, вход его подключен к триггерам 5, б через диоды 13, 12, выход подключен к логическому блоку 16.Устройство работает следующим образом.Датчик 1 выдает при вращении колеса почти синусоидальные сигналы О 1 О 8 с обмоток 17, 18, частоты которых пропорциональны угловой скорости колеса (см. Фиг. 2), Сигнал с обмотки 17 подается на преобразователь, составленный из триггеров 5, 6, ключа 7, инвертора 11, на вход триггера 5 через конденсатор 3 и на входы триггера б через конденсатор 2, диод 9 и ключ 7, так как в исходном положении контакт 51 замкнут, Триггер 5 переключается в положение положительного сигнала О на выходе при превышении сигналом О, на входе определенной положительной величины и выключается при понижении О 7 ниже той же величины (см. Фиг. 2 а). Триггер б переключается в положение положительного сигнала на выходетем, же сигналом, что и триггер 5,а отключается при подаче положительного сигнала с выхода ключа 7, которыйв свою очередь замыкается при подачена его вход сигнала О, определеннойотрицательной величины. Сигнал с выхо-да триггера 6 инвертируется инверторам 11 и получается сигнал О (см.Фиг. 2 а). Прямоугольный импульс 0с выхода инвертора 11 шире импульсаО с триггера 5 на величину Ь обратно пропорциональную сдО,(угла наклона касательной к линии амплитудыОв нулевой точке) . При суммировании сигналов О и О на входеФильтра 15 возникают прямоугольныеимпульсы О шириной Ь, (см. Фиг,2 а).При нажатии на педаль тормозасигнал Х подается на вход блока 16и включает его в работу, одновременноповышается тормозное давление Рт(см. Фиг. 3 в) и соответственно интенсивно снижается угловая скоростьИ (см. Фиг, 3 а), а также частотасигнала О . Следовательно уменьшается дО, а импульсы О стаюновятся шире (см, фиг. 2 а), конденсатор 60 заряжается на большуювеличину и на выходе Фильтра 15 повышается отрицательный потенциалпропорционально снижению ь,т, е.сигнал Х, (Ык см. Фиг. 3 б). 30При достижении определенного замедления колеса, сигнал Х ( Ик )превышает определенную величину(точка И на фиг, 3 3 )и на выходеблока 16 возникает сигнал Уот- уключающий тормозную систему от тормозной педали при помощи изолирующего клапана (на фиг, 1 не показан),и сигнал У 1 , замыкающий контакт 52и размыкающий контакт 51. В резуль- Щтате этой операции левый вход триггера 6 подключается к выходу 8, который замыкается в отличие от ключа7 при определенном уменьшении отрицательного полупериода сигнала О 8на входе ключа 8 (см, фиг. 2 б), Сигнал О,в имеет сдвиг по фазе с сигналом О на (180 1 дщ), поэтому триггер 6 отключается с некоторым запаздыванием или опережением на величину Ь пропорциональную сдвигу д,Сдвиг по Фазе 180 определяетсясимметричным расположением обмоток17, 18, а сдвиг по Фазе Ю определяется закруткой частей ротора 19 спостоянными магнитами под действием центробежных сил, возникающихпри угловом ускорении колеса 8(осипостоянных магнитов смащаются друготносительно друга на угол б ). Ве-личина Ю прямо пропорциональна Е. 60Следовательно теперь на выходе преобразователя появляются положительныелибо отрицательные (в зависимостиот знака ускорения) импульсы О шиЕриной Ь, пропорциональной 8. На 65 выходе Фильтра 15 возникает положительный либо отрицательный сигнал величина напряжения которого пропорциональна Е сигнал Х ( Р на фиг. 3 б, определяется величиной заряда конденсатора 60)Таким образом, в этом режиме логический блок сигналом Уь производит управление тормозным модулятором (на Фиг, 1 не показан) в импульсном режиме (см. Фиг. Зб, в). На фиг. Зб показано изменение сигнала Х, ( Г), а на Фиг. Зв изменение тормозного давления, соответст-. вующее изменению Х ( 8 к ) с некоторой временной задержкой в режиме затормаживания (знаки "+" на Фиг. Зв) для предотвращения излишнего растормаживания колеса. При достижении отрицательного Р и соответственноХ ( Я ) в точке М производится с некоторым запаздыванием, определяемым временной задержкой в блоке 16 снижение тормозного давления модулятором, управляемым блоком 16. Снижение Р происходит до той степени, пока сигнал Х( Е ) не достигает точки К (см. Фиг, Зб), где производится повышение тормозного давления модулятором (см. Фиг. Зв) и так циклически до полной, остановки транспортного средства.Сигнал Х вводится для того, чтобы иметь воэможность водителю снизить тормозное давление при необходимости отпусканием педали тормоза, так как сигнал Х равен нулю и блок 16 выключается, При остановке транспортного средства логический блок 16 возвращает устройство в исходное состояние. предлагаемое противоблокировочное устройство вместе с колесом составляет систему автоматического регулирования (САР). Прийенение данного устройства позволяет поддерживать желаемый режим работы колеса с оптимальным сочетанием, эффективного торможения и устойчивого качения колеса в условиях действия различных возмущений. Работа устройства на основе частотных сигналов скорости и ускорения позволяет существенно повысить точность срабатывания САР, использование сигнала скорости и сигнала ускорения при регулировании САР позволяет осуществить адаптивное торможение (сигнал скорости ограничивает тормозное давление в соответствии со скоростью движения и коэффициентоМ сцепления колеса с дорогой). Использование как отрицательных, так и положительных сигналов ускорения позволяет осуществлять режим торможения с оптимальным проскальзыванием без излишнего растормаживания. Упрощение устройства поэволяет повысить унификацию его звеньев и надежность работы.Предлагаемое устройство повышает устойчивость работы САР, снижает тормозной путь при сохранении боковой устойчивости транспортного средства при максимальном использовании меняющихся сцепных свойств колес с дорогой.Формула изобретенияУстройство для регулирования режима торможения транспортного средства, содержащее торговый элемент, частотный датчик и управляющий элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью повышения точности, оно содержит коммутирующий блок, интегрирующий фильтр, инвертор, блок переключения и два ключа, выходы которых через коммутирующий блок подключены к одному входу блока переключения, другой вход которого соединен с одним выходом частотного датчика и входом одного ключа, другие выходы частотного датчика подключены соответственно ко входу другого ключа и входу порогового элемента, выход которого соединен с одним вхо-, дом интегрирующего фильтра, другой вход, которого через инвертор подклю- чен к выходу блока, переключения,а выход - ко входу управляющего элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 360753, кл. В 60 Т 8/06, 1969. 2. Патент Франции Ф 2222256,кл. В 60 Т 8/02, 22.11.74 (прототип)Оэерова1 Корректор Е, Папп оставителТехред И.Ь Реда Эака ор Л. Алексееи 4101/15 ЦНИИПИ Государсио деМам йзоб 13035, Москва, Ж-З